[发明专利]一种斜拉索柔性连接空间杠杆质量减振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制斜拉索振动的减振装置，尤其适用于大跨度斜拉桥斜拉 索的振动控制，属于工程结构减振技术领域，具体地说是涉及一种斜拉桥施工 和运营过程中抑制斜拉索各种振动的减振装置。

背景技术

斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件，对斜拉桥的承载能力和使用性能有着极 其重大的影响。随着斜拉桥跨径的增大，斜拉索的长度也不断增大，斜拉索的 振动问题越来越突出。由于斜拉索具有频率低、阻尼小的特点，极易在风雨、 地震、车辆等激励下，发生各种方向大幅振动，影响桥梁结构安全、使用性能 与寿命。斜拉索的振动会引起斜拉索的疲劳损伤、表面防腐材料破坏，并在索 梁接合处产生疲劳裂纹，破坏斜拉索端部防腐系统，进一步加剧斜拉索的腐蚀， 造成提前更换斜拉索的严重后果。同时，斜拉索的大幅振动还将严重影响运营 中桥梁的舒适度和安全感。因此，斜拉索的抑振对保证斜拉桥正常运营具有重 大的意义。与本发明最为相近的现有技术是专利号为200410009969.1、公开号 为CN1651656、公开日为2005.08.10的“一种斜拉索减振装置”的发明，该发明 采用连接索，其一端与连接于斜拉索上的索夹相连，另一端与带重物的杠杆或 滑轮组或直接与一重物相连，连接索中间用定滑轮进行转向，从而使其两端分 别与斜拉索和杠杆(或桥面)垂直，在杠杆与桥面之间或重物与桥面之间安装 阻尼器，连接索通过重物总是处于受拉状态，可方便地与任意角度的斜拉索进 行垂直连接，并传递连接于桥面的阻尼器所提供阻尼力、弹性力及重物惯性力， 改变振动系统的模态质量、阻尼及刚度，达到减振目的；由于该发明通过设置 定滑轮实现连接索与斜拉索和杠杆(或桥面)垂直，仅能实现斜拉索索面内振 动的有效控制，存在斜拉索索面外振动得不到有效控制的严重缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种柔性连接的空间杠杆质 量减振装置，通过设置与斜拉索和转动杠杆相连接的环形连接索及转向滑轮， 将斜拉索索面内和索面外的振动位移传递到转动杠杆，转动杠杆一端通过纵向 和横向转动构件与杠杆支座连接，使得转动杠杆能够在杠杆支座处上下、左右 转动，转动杠杆另一端连接质量块及阻尼器，当斜拉索索面内或索面外振动时， 其振动位移通过环形连接索传递给转动杠杆，带动转动杠杆、质量块、阻尼器 上下或左右运动，产生惯性力、弹性力、阻尼力，再经过转动杠杆的放大作用， 通过环形连接索传递回斜拉索，改变斜拉索的模态质量、刚度及阻尼，从而有 效抑制斜拉索索面内或索面外的振动；装置主体结构位于桥梁栏杆以内，安装 维修均方便，对景观影响很小。

本发明的技术方案是这样实现的：

柔性连接的空间杠杆质量减振装置主要由索夹4、环形连接索5、转向滑轮10、 滑轮固定构件11、杠杆支座6、转动杠杆7、质量块8、阻尼器9等组成；环形连 接索5上部通过索夹4与斜拉索1连接，环形连接索5中部两侧通过转向滑轮10实 现环形连接索5中部的转向，转向后环形连接索5下部连接于转动杠杆7，环形连 接索5经连接和转向调整在同一平面上；转向滑轮10通过滑轮固定构件11连接于 桥梁栏杆3，通过调整转向滑轮10的安装位置，调整环形连接索5的平面与斜拉 索1的连接角度、环形连接索5内部夹角，实现减振效果的调整；转动杠杆7的一 端通过能够上下、左右转动的转动连接构件，与固定于桥面的杠杆支座6连接， 使得转动杠杆7能够在杠杆支座6处上下、左右转动，以接受斜拉索1索面内或索 面外振动位移经环形连接索5的传递，转动杠杆7的上下转动对应斜拉索1索面内 转动，转动杠杆7的左右转动对应斜拉索1索面外转动，转动杠杆7的另一端连接 有质量块8和阻尼器9，并通过质量块8的重力使得环形连接索5处于受拉状态。

柔性连接的空间杠杆质量减振装置在环形连接索5与桥面2之间安装的阻尼 器9可采用如油阻尼器、粘性剪切型阻尼器、磁流变阻尼器等被动或半主动阻尼 器提供阻尼力。

柔性连接的空间杠杆质量减振装置在杠杆支座6处对应斜拉索1索面内转动 主要由销轴12、轴承13、挡圈14、15、支座固定构件16、销轴固定构件17完成； 杠杆支座6内安装轴承13以便于转动；轴承13通过挡圈14、15定位，穿入销轴12； 销轴固定构件17将销轴12固定于支座固定构件16上。